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Background: Data from clinical studies and results from animal models suggest an involvement of the neurotrophin system in the pathology of depression and antidepressant treatment response. Genetic variations within the genes coding for the brain-derived neurotrophic factor (BDNF) and its key receptor Trkb (NTRK2) may therefore influence the response to antidepressant treatment.
Methods: We performed a single and multi-marker association study with antidepressant treatment outcome in 398 depressed Caucasian inpatients participating in the Munich Antidepressant Response Signature (MARS) project. Two Caucasian replication samples (N = 249 and N = 247) were investigated, resulting in a total number of 894 patients. 18 tagging SNPs in the BDNF gene region and 64 tagging SNPs in the NTRK2 gene region were genotyped in the discovery sample; 16 nominally associated SNPs were tested in two replication samples.
Results: In the discovery analysis, 7 BDNF SNPs and 9 NTRK2 SNPs were nominally associated with treatment response. Three NTRK2 SNPs (rs10868223, rs1659412 and rs11140778) also showed associations in at least one replication sample and in the combined sample with the same direction of effects (\(P_{corr}\) = .018, \(P_{corr}\) = .015 and \(P_{corr}\) = .004, respectively). We observed an across-gene BDNF-NTRK2 SNP interaction for rs4923468 and rs1387926. No robust interaction of associated SNPs was found in an analysis of BDNF serum protein levels as a predictor for treatment outcome in a subset of 93 patients.
Conclusions/Limitations: Although not all associations in the discovery analysis could be unambiguously replicated, the findings of the present study identified single nucleotide variations in the BDNF and NTRK2 genes that might be involved in antidepressant treatment outcome and that have not been previously reported in this context. These new variants need further validation in future association studies.
Die Detektion von Umweltsignalen und die gezielte zelluläre Reaktion ist eine zentrale und für das Überleben aller Lebewesen essentielle Fähigkeit. Candida albicans, als dominierender humanpathogener Pilz, ist hochgradig verschiedenen biochemischen und physikalischen Umweltbedingungen ausgesetzt, welche sowohl die Zellmorphologie als auch die Virulenz dieses Erregers beeinflussen. In der vorliegenden Arbeit wurde der Einfluss von Kohlendioxid, als ubiquitär vorkommendes Gasmolekül, auf die Zellmorphologie und Virulenz untersucht. Erhöhte Konzentrationen von Kohlendioxid stellen ein äußerst robustes Umweltsignal dar, welches die morphologische Transition vom Hefewachstum zum hyphalen Wachstum, einem Hauptvirulenzfaktor, in Candida albicans stimuliert. In diesem Zusammenhang wurde die Rolle der putativen Carboanhydrase Nce103 durch die Generation von knock – out Mutanten untersucht. Die Disruption von NCE103 in C. albicans führt zu einem Kohlendioxid – abhängigen Phänotyp, welcher Wachstum unter aeroben Bedingungen (ca. 0,033% CO2) nicht zulässt, jedoch unter Bedingungen mit einem erhöhten CO2 Gehalt von ca. 5% ermöglicht. NCE103 ist also für das Wachstum von C. albicans in Wirtsnischen mit aeroben Bedingungen essentiell. Durch Untersuchungen zur Enzymkinetik mittels Stopped – flow wurde in dieser Arbeit gezeigt, dass Nce103 die Funktion einer Carboanhydrase erfüllt. Die biochemische Funktion dieser Carboanhydrase besteht in der Fixation von CO2 bzw. HCO3ˉ in der Zelle zur Unterhaltung der wesentlichen metabolischen Reaktionen. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass die Induktion hyphalen Wachstums durch CO2 in C. albicans nicht durch den Transport von CO2 mittels des Aquaporins Aqy1 beeinflusst wird. CO2 bzw. HCO3ˉ aktiviert in der Zelle direkt eine Adenylylcyclase (Cdc35), welche sich grundlegend von den bisher gut charakterisierten G-Protein gekoppelten Adenylylcylasen unterscheidet. Die Generation von cAMP beeinflusst in der Folge direkt die Transkription hyphenspezifischer Gene und nachfolgend die morphologische Transition vom Hefewachstum zum elongierten, hyphalen Wachstum. Dieser Mechanismus konnte sowohl in Candida albicans als auch in Cryptococcus neoformans nachgewiesen werden, was auf einen panfungal konservierten Signaltransduktionsmechanismus schliessen lässt. Die Inhibition dieser spezifischen Kaskade eröffnet neue Ansätze zur Entwicklung spezifischer antimykotischer Wirkstoffe.